China va muy en serio: construye un reactor 100 veces más eficiente que transforma los residuos nucleares en energía

No es algo de lo que comúnmente se hable en la comodidad del hogar, pero el debate sobre los residuos nucleares lleva décadas marcando la agenda energética internacional. Su almacenamiento durante miles de años ha sido, hasta ahora, la única solución viable para gestionar materiales altamente radiactivos que siguen siendo peligrosos durante largos periodos de tiempo.

No obstante, el desarrollo de nuevas tecnologías podría cambiar ese escenario. China ha puesto en marcha un proyecto que busca alterar el ciclo tradicional de la energía nuclear, utilizando los propios residuos nucleares como recurso energético en lugar de tratarlos únicamente como un problema a largo plazo.

Así es el reactor diseñado por China para transformar los residuos nucleares

El proyecto se está desarrollando en Huizhou, en la provincia china de Cantón, donde se construye el primer reactor comercial basado en un Sistema Accionado por Acelerador, conocido como ADS por sus siglas en inglés.

Este tipo de instalación introduce un cambio relevante en la forma de operar de los reactores convencionales. Su principal característica es que trabaja en estado subcrítico, lo que implica que no puede mantener por sí solo una reacción nuclear en cadena.

Para funcionar, necesita una fuente externa de neutrones generada mediante un acelerador de partículas. Entre sus objetivos principales destacan los siguientes:

• Aprovechar los residuos nucleares como combustible.
• Reducir la vida radiactiva de los materiales más peligrosos.
• Mejorar la eficiencia del uso del uranio.
• Incorporar mecanismos de seguridad pasivos.

Según sus desarrolladores, el sistema podría consumir uranio hasta 100 veces más eficientemente que los reactores tradicionales, lo que supone un cambio significativo en el aprovechamiento del combustible nuclear.

¿Cómo funciona este sistema chino que reutiliza residuos nucleares?

El funcionamiento del reactor se basa en la interacción entre un acelerador de partículas y un núcleo subcrítico. Un haz de protones de alta energía impacta sobre una mezcla líquida de plomo y bismuto, generando un fenómeno conocido como espalación.

Este proceso produce una gran cantidad de neutrones que cumplen dos funciones clave, detalladas abajo:

• Mantener la reacción de fisión dentro del reactor.
• Fragmentar los actínidos presentes en los residuos nucleares.

Los actínidos son los elementos más problemáticos del combustible gastado, ya que pueden permanecer activos durante miles o incluso cientos de miles de años. Al ser bombardeados por neutrones, se transforman en isótopos con una vida mucho más corta.

Además, el sistema permite reutilizar el uranio-238, considerado en gran parte como residuo en los reactores convencionales, convirtiéndolo en plutonio-239, un material capaz de generar energía mediante fisión.

Uno de los aspectos más relevantes es el control de la reacción: si el acelerador se detiene, el proceso se interrumpe automáticamente, lo que elimina el riesgo de reacciones descontroladas.

¿Por qué los residuos nucleares son un problema histórico y cuál es el desafío?

El principal desafío de los residuos nucleares no está relacionado únicamente con su volumen, sino con el tiempo durante el que permanecen activos. En los sistemas actuales, parte del combustible gastado sigue siendo peligroso durante periodos extremadamente largos.

El modelo que se plantea con los reactores ADS busca acortar ese horizonte temporal de forma significativa. Según las estimaciones del proyecto, hay dos premisas irrefutables:

• La vida radiactiva de los residuos podría reducirse a menos de una milésima parte.
• Materiales que durarían cientos de miles de años pasarían a mantenerse activos solo unos siglos.

Este cambio modificaría de forma sustancial el enfoque del almacenamiento nuclear, ya que reduciría la necesidad de soluciones geológicas diseñadas para escalas de tiempo difíciles de gestionar.

El desarrollo internacional de los sistemas ADS

Aunque el concepto de los Sistemas Accionados por Acelerador no es nuevo, su aplicación práctica a gran escala sigue siendo limitada. Desde los años noventa se han planteado distintos diseños, pero pocos han avanzado hacia fases operativas.

China inició sus investigaciones en 2011 y, una década después, logró desarrollar un prototipo con capacidad suficiente para aplicaciones industriales. El siguiente paso es la construcción de un reactor de un megavatio previsto para los próximos años.

Otros países también trabajan en esta tecnología, por ejemplo:

• Bélgica desarrolla el proyecto MYRRHA, con una potencia prevista mayor.
• Japón investiga sistemas vinculados a instalaciones experimentales.
• India, Corea del Sur y Rusia mantienen programas de diseño y estudio.

En Europa, el proyecto MYRRHA avanza en fases progresivas, con una primera etapa centrada en el desarrollo del acelerador de partículas. Su objetivo es combinar funciones experimentales y operativas en un mismo sistema.

El modelo energético de China, en evolución constante

El desarrollo de este tipo de reactores se enmarca en una estrategia más amplia orientada a reducir la dependencia de combustibles fósiles y avanzar hacia la neutralidad de carbono.

Dicho esto, China está destinando importantes recursos a distintas tecnologías energéticas. Entre ellas destacan:

• Energía nuclear de fisión.
• Reactores de sales fundidas basados en torio.
• Proyectos de fusión nuclear.
• Integración con energías renovables.